HU200568B - Method and apparatus for tghtening respectively releasing - Google Patents

Method and apparatus for tghtening respectively releasing Download PDF

Info

Publication number
HU200568B
HU200568B HU862580A HU258086A HU200568B HU 200568 B HU200568 B HU 200568B HU 862580 A HU862580 A HU 862580A HU 258086 A HU258086 A HU 258086A HU 200568 B HU200568 B HU 200568B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
screw
frequency
screw spindle
vibration
excitation
Prior art date
Application number
HU862580A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HUT42986A (en
Inventor
Arnold Gallien
Hanno Wenske
Josef Brendel
Klaus Unger
Lutz Lampe
Martin Kauschinger
Original Assignee
Leipzig Chemieanlagen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leipzig Chemieanlagen filed Critical Leipzig Chemieanlagen
Publication of HUT42986A publication Critical patent/HUT42986A/en
Publication of HU200568B publication Critical patent/HU200568B/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/02Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for connecting objects by press fit or for detaching same
    • B23P19/033Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for connecting objects by press fit or for detaching same using vibration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
    • G01L5/246Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed using acoustic waves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S73/00Measuring and testing
    • Y10S73/04Piezoelectric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

A találmány tárgya eljárás έε berendezés csavaros kötések meghúzására, illetve oldására. Alkalmazási területként főleg a gépipar és szerelőipar jöhet szóba, ahol csavarkötéseknek nagy erőket kell átvinniük, például a finommechanika területén, ahol gyakran szükséges, hogy csavarkötések nagyobb sorozatát nagy pontossággal és precízen előre meghatározott mértékű előfeszítéssel lássuk el.The present invention relates to a method for tightening or loosening screw connections έε. Applications are mainly mechanical and assembly industries, where screw joints have to carry high forces, such as precision engineering, where it is often necessary to provide a large series of screw joints with high precision and a predetermined amount of pre-tension.

Csavaros kötések meghúzására, illetve oldására egy sor készülék ismert, amelyek egymástól az alkalmazott mozgásirány, a terhelés módja, és a kezelés vonatkozásában különböznek. Működési elvüket tekintve az ismert készülékek három csoportba sorolhatók: eröcsavarozó, ütvecsavarozó és vibro-csavarozó készülékek. Az erőcsavarozó készülékek működésmódja lényegében megegyezik a kézi csavarozási folyamattal, amelynél emelő segítségével adják át az erőt a csavarkulcsra, vagy hasonlóra, az emberi erő azonban itt gépi erővel van helyettesítve, amely lehet például villamos, pneumatikus, vagy hidraulikus hajtással előállított erő. Ilyen megoldásokat ismertetnek például a DE PS 2 529 818 számú és a DD 62 789 számú szabadalmi leírások. Ezek elsősorban azoknak az elemeknek a kialakításában különböznek, amelyeket a forgatandó csavaroknak való erőátadásra használnak. Az első megoldásnál erre a célra szoritószalagot alkalmaznak, mig a másik megoldásnál zárókoszorú és retesz kombinációját javasolják.A variety of devices are known for tightening or loosening screw joints, which differ in the direction of movement used, the mode of loading, and the handling. In terms of their function, known devices fall into three groups: power screwdriver, impact screwdriver, and vibrator screwdriver. The operation of a screwdriver is essentially the same as a manual screwdriver, in which a force is applied to a wrench or the like by means of a lever, but here human power is replaced by mechanical force, for example electric, pneumatic or hydraulic. Such solutions are described, for example, in DE PS 2 529 818 and DD 62 789. These differ primarily in the design of the elements used to transmit power to the screws to be rotated. In the first solution a strap is used for this purpose, while in the second solution a combination of a locking ring and a latch is suggested.

Az ütvecsavarozó készülékek a csavarozás közben gyors ütéseket mérnek a meghúzandó, illetve oldandó csavar-részre. Ezáltal az ütő-forgó egység impulzus energiája az anya ellentétes elmozdulását idézi elő. Az ilyen nagyfrekvenciás ütvecsavarozók általában váltóárammal üzemeltethetők és az ütések frekvenciája eléri az 500 Hz-t.Impact screwdrivers measure fast impacts on the bolt section to be tightened or loosened during screwing. Thus, the impulse energy of the impact-rotating assembly causes the nut to move in the opposite direction. Such high-frequency impact screwdrivers are generally AC powered and have a beat frequency of up to 500 Hz.

Az ütvecsavarozó készülékekhez is alI · kalmazzák a fentebb már említett valamennyi hajtásmódot. Gyakran primer villamos hajtást kell azonban alkalmazni, amely azután közbeiktatott hidraulikus, vagy pneumatikus szerkezeten keresztül fejti ki ütve-forgató hatását. Ilyen megoldást ismertet a DE OS 3 231 902 számú közrebocsátási irat.All drive modes mentioned above are also used for impact screwdrivers. Often, however, a primary electric drive is used which then exerts its impact through an intervening hydraulic or pneumatic structure. Such a solution is described in DE OS 3 231 902.

Az ütvecsavarozó készülék üzemeltetésekor kellemetlen vibrációk és zajok lépnek fel, igy azoknak a kézi működtetése hoszszabb idő után túl nagy testi megterhelést jelent a gépkezelőnek. Összehasonlítva az erőcsavarozó készülékekkel, ezek az ütvecsavarozó készülékek jóval nagyobb maximális forgátónyomatékra képesek, éppen ezért kézi készülékként viszonylag csekély forgatónyomatékokra gyártják ezeket.During operation of the impact driver, unpleasant vibrations and noises occur, so manual operation of them for an extended period of time will put too much physical strain on the operator. Compared to power screwdrivers, these impact screwdrivers have a much higher maximum torque and are therefore manufactured as handheld for relatively low torques.

A fenti megoldásnál a forgatónyomaték egyértelmű határolására nincs lehetőség, mivel az érintkező felületek minősége az egymáson súrlódó anyagok minősége, valamint a vibráció révén lecsökkenő súrlódási együtthatók épp a maximális terhelés körzetében egyre nagyobb befolyást gyakorolnak a forgómozgáshoz szükséges nyomatékre. A készülékek nagy mechanikai igénybevétele igen nagy követelményeket állít az egyes szerkezeti részek kopásállóságát illetően.In the above solution, there is no clear limit on the torque, since the quality of the contact surfaces, the quality of the friction materials and the friction coefficients that are reduced by vibration, are increasingly influencing the torque required for rotational motion in the area of maximum load. The high mechanical stress of the devices places very high demands on the abrasion resistance of the individual components.

Mint ismeretes, egyes alkalmazási esetekben fontos, hogy valamennyi csavarkötés egyenletes erővel legyen meghúzva, ami pedig éppen az automatikus berendezéseknél az egyes készülékek forgónyomaték-határértékének pontos összehangolásét követeli meg. Ez például csúszó tengelykapcsolóval nem elérhető.As is known, in some applications it is important that all bolted joints are tightened evenly, which in the case of automatic equipment requires precise adjustment of the torque limit of each device. For example, this is not available with a sliding clutch.

A DE OS 2 835 382 számú közrebocsátási irat olyan kapcsolási elrendezést ír le, amely elektromotoros meghajtású, fordulatszám-vezérelt ütvecsavarozó készülék forgatónyomaték-lekapcsolására való. Ennél a terhelő ellenállásokon a motor terhelésével aranyos feszültséget vesznek le, továbbá az áramfolyást az ütvecsavarozási művelet közben integrálókészülékben összegzőkészülék állítja elő, amelynek végösszege a felvett ütőenergiára mértékadó. Ezután komparatorba hasonlítják ezzel az energiával arányos feszültséget a névlegesértékhez, és annak esetleges túllépésekor a motor tápáramát megszakítják.DE OS 2 835 382 discloses a circuit arrangement for torque tripping of an electric motor driven speed controlled impact screwdriver. At these load resistors, a cute voltage is applied to the motor under load, and the current is generated by a summing device in the integrator during the impact screwing operation, the sum of which is decisive for the applied impact energy. A voltage proportional to this power is then compared to the rated value in a comparator and, if any, is disconnected from the motor.

Jóllehet, ez a kapcsolási elrendezés alkalmas arra, hogy a maximális forgatónyomaték túllépésekor az utolsó ütés energiahozzávezetés függvényében megszakítsa a csavarozási folyamatot, azonban ennél a megoldásnál negatív hatások, igy pl. a felülettől, anyagtól, valamint húzóerőtől függő súrlódóerők kiegyenlítése, illetve megszüntetése nem oldható meg megnyugtatóan. Nagyobb pontosságok esetében gyakori hitelesítésre van szükség, amelynek ki kell terjednie valamennyi szóba jöhető változásra, így pl. arra is, ha változik az anyag felfekvő felülete.Although this switching arrangement is capable of interrupting the screwing process as a function of the last stroke when the maximum torque is exceeded, this solution has negative effects, e.g. equalization or elimination of frictional forces dependent on surface, material, and tensile strength cannot be satisfactorily resolved. Higher accuracy requires frequent authentication, which should cover all possible changes, such as. also if the bearing surface of the material changes.

Az ismert készülékek harmadik csoportját képezi a vibrocsavarozó készülék, amelyet 4-60 kHz tartományban alkalmaznak. Ilyen vibro-csavarozó készüléket ismertet a DE OS 2 354 346 számú közrebocsátási irat. E szerint csavarmeghúzás közben a szerszámot, a csavart, vagy az összekapcsolandó szerkezeti elemek egyikét vibrációnak teszik ki, amelynek során előre megválasztott frekvenciával dolgoznak.A third group of known devices is a vibrating screwdriver used in the range of 4 to 60 kHz. Such a vibrating screwdriver is described in DE OS 2 354 346. According to this, during the process of screwdriving, the tool, the screw or one of the components to be connected are subjected to vibration at which they operate at a preselected frequency.

Ezáltal a súrlódási ellenállás és következésképpen a szükséges forgatónyomaték jelentősen csökkenthető, fellép viszont az a hátrány, hogy a forgatónyomaték mint közvetett mérőszám a csavarorsó húzófeszültségére nem alkalmazható tovább. Arról a körülményről, hogy miként nyerhetők információk a húzófeszültségről, - amely pedig a legtöbb műszaki csavarozási műveletnél alapvető adat — a fenti iratból semmiféle kitanítás nem szerezhető. Lehet, hogy éppen ezek a problémák okozták azt, hogy az ilyen készülékek a gyakorlatban csupán szórványosan terjedtek el.Thus, the frictional resistance and consequently the required torque can be significantly reduced, but the disadvantage is that the torque as an indirect measure can no longer be applied to the tension of the screw spindle. No information can be learned from the above document on how to obtain tensile stress information, which is a basic piece of data for most technical bolting operations. It is perhaps these problems that have caused such devices to spread only sporadically in practice.

HU 200568 ΒHU 200568 Β

A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz csavarkötések meghúzására, illetve oldására olyan megoldás létrehozása, amely különböző nagyságrendű csavarkötések és csavarerők esetében is 5 egyforma nagy pontossággal alkalmazható és különösképpen sok csavarkötés egyidejű és azonos mértékű meghúzására pontosan vezérelhetően képes. Továbbá, a találmány szerinti megoldásnak többszörösen alkalmazható- 10 nak kell lennie, kezelése egyszerű és biztonságos legyen, gyártása pedig szériában viszonylag olcsón történhessen.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to overcome the above shortcomings, i.e. to provide a solution for tightening or soldering screw joints which can be applied with the same high accuracy for different sizes of screw joints and screws, and in particular able to tighten many screw joints simultaneously. Furthermore, the inventive solution must be reusable, simple and safe to handle and relatively inexpensive to produce in series.

A találmánnyal megoldandó feladat tehát olyan megoldás létrehozása, amellyel energia- 15 takarékos, pontosan vezérelhető és mindenféle anyag túlterhelést kiküszöbölő csavarozást biztosít, a berendezés pedig kellően kompakt és robusztus kivitelű legyen, amely a különböző csavarkötésekhez és csavarerókhöz jól 20 alkalmazkodhat.The object of the present invention is therefore to provide a solution that provides energy-saving, precise control and overloading of all materials, and the device is sufficiently compact and robust to adapt to various screw connections and screwdrivers.

A kitűzött feladatot a találmány szerint olyan eljárással oldottuk meg, amelynél a csavarorsót hosszirányú rezgésekkel gerjesztjük, az önfrekvenciát mérjük, a ger- 25 jesztési frekvenciát a csavarozás közben a változó önfrekvenciának megfelelően úgy állítjuk utána, hogy a csavarorsó rezonanciában maradjon, továbbá a gerjesztőenergiát a maximális nyúlási- illetve összehúzódási fá- 30 zisban úgy szabályozzuk, hogy a rezgő csavarorsót a húzási, illetve nyomási feszültségektől tehermentesítsük.The object of the present invention has been solved by a method of excitation of the screw spindle by longitudinal vibrations, measuring the self-frequency, adjusting the excitation frequency during screwing according to the variable self-frequency so that the screw spindle remains in resonance and in the stretching or contractioning phase, so as to relieve the vibrating spindle from the tensioning or compressive stresses.

Célszerűen az önfrekvenciát a csavarorsó igénybevételéhez mértékadó adatként 35 használjuk fel és azt összehasonlítjuk a csavarorsó határfeszültségével, amelynek elérésekor azután a gerjesztést megszakítjuk és ezzel a csavarmeghúzási műveletet befejezzük. 40Preferably, the self-frequency is used as benchmark data for the use of the screw spindle 35 and compared with the spindle boundary voltage, at which point the excitation is interrupted and the screw tightening operation is completed. 40

Előnyösen, a csavarozáshoz piezo-elektromos motort úgy vezérelünk, hogy a gerjesztési frekvencia megegyezzen a csavarorsó Őhfrekvenciájával.Preferably, the piezo-electric motor for screwing is controlled so that the excitation frequency is equal to the spindle frequency of the screw spindle.

Legalább két csavarkötés egyidejű és 45 azonos mértékű meghúzásához a találmány szerinti eljárás foganatosítható lépcsősen is, amelynél először a csavarmeghúzást a maximális előfeszítő erőnek megfelelő első névleges értékre végezzük, majd miután vala- 50 mennyi csavarkötésnél ezt az első névleges értéket elértük, ezt a folyamatot - adott esetben további lépcsőzetes névleges értékek alkalmazásával - az utolsó névleges érték eléréséig folytatjuk. 55For the simultaneous tightening of at least two screw joints and 45 equal steps, the process of the present invention may be carried out in a stepwise manner, first by tightening the screw to the first nominal value corresponding to the maximum prestressing force, and after this first nominal value is reached for each screw joint. In this case, proceed with further stepped nominal values until the last nominal value is reached. 55

A gerjesztőenergiát úgy illeszthetjük a csavarozási folyamathoz, hogy a gerjesztőenergiát folyamatosan, vagy szakaszosan növeljük, mihelyt a csavarorsó önfrekvenciája a stagnáló csavarozási folyamat során kons- θθ tans marad, és ezt a névleges érték eléréséig folytatjuk.The excitation energy can be adapted to the screw process by increasing the excitation energy continuously or intermittently as soon as the self-frequency of the screw spindle remains constant during the stagnant screw process and continues up to the nominal value.

A találmány szerinti eljárás olyan berendezéssel foganatosítható, amelynek előnyösen motoros hajtása és a csavarorsó fe- 65 szükségét közvetlenül, vagy közvetve mérő egysége van. A találmány szerinti berendezés lényege, hogy a csavarorsó rezgésadó-érzékelő egységgel van társítva, amely rezgésadó piezo-elektromos elemként van kialakítva és meg van támasztva, továbbá ez a piezo-elektromos elem váltóáramú generátorral, ez pedig különbségképzö egységgel van összekötve. A különbségképzö egység rezgésérzékelővel, valamint visszacsatolás révén a váltóáramú generátorral is össze van kötve.The process according to the invention can be carried out by means of a device which preferably has a motor drive unit and a unit for directly or indirectly measuring the need for the screw spindle. The essence of the device according to the invention is that the screw spindle is associated with a vibration transducer detector unit which is designed and supported by a vibration transducer, and that piezo electric element is connected to an alternating current generator, which is connected to a differential generator. The difference generator is also connected to a vibration sensor and feedback to the alternator.

Célszerű az olyan kivitel, amelynél a rezgésadó-érzékelő egység gyűrűtárcsa alakú piezo-elektromos elemként van kialakítva.An embodiment in which the vibration transducer detection unit is configured as a ring-shaped piezoelectric element is desirable.

Ez a piezo-elektromos elem elrendezhető a csavarfej, illetve a csavaranya, valamint a karima között, továbbá energiaellátó és jeltovábbító vezetékkel van ellátva. De olyan kivitel is lehetséges, amelynél a piezo-elektromos elem rezgés-átadó egység és a csőkulcsház között helyezkedik el.This piezo-electric element may be disposed between the screw head or nut and the flange, and is provided with a power supply and signal transmission cable. Alternatively, the piezoelectric element is located between the vibration transfer unit and the tubular key housing.

A találmányt részletesebben a csatolt rajzok alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which some exemplary embodiments of the present invention are illustrated. In the drawing:

- az 1. ábra a találmány szerinti berendezés első példakénti kiviteli alakjával ellátott csavarkötést szemlélteti hosszmetszetben;Figure 1 is a longitudinal sectional view of a screw connection with a first exemplary embodiment of the apparatus of the invention;

- a 2. ábrán az 1. ábra szerinti megoldás másik változata látható ugyancsak hosszmetszetben;Figure 2 is another longitudinal section of another embodiment of the solution of Figure 1;

- a 3. ábra a találmány szerinti berendezés első példakénti kiviteli alakjának elvi kapcsolási vázlata;Figure 3 is a schematic diagram of a first exemplary embodiment of the apparatus of the invention;

- a 4. ábra a találmány szerinti berendezés második példakénti kiviteli alakjának elvi kapcsolási vázlata;Figure 4 is a schematic diagram of a second exemplary embodiment of the apparatus of the invention;

- az 5. ábrán a találmány szerinti berendezés harmadik példakénti kiviteli alakjának elvi kapcsolási vázlata látható.Figure 5 is a schematic diagram of a third exemplary embodiment of the apparatus of the invention.

A találmány szerinti berendezés a legkülönbözőbb felhasználási követelményekhez jól igazodni képes. Ez ugyanúgy érvényes az átadandó erő nagyságára, mint a magas technológiai színvonalú folyamatokban, például a robottechnikában való alkalmazására. A találmány szerinti berendezés robusztussága, viszonylag kis helyigénye és megbízhatósága miatt igen gazdaságosan, könnyen és egyszerűen kezelhető, továbbá mind motoros, mind pedig kézi hajtással üzemeltethető.The device according to the invention is well adapted to a variety of application requirements. This applies equally to the magnitude of the force to be transferred as it applies to high-tech processes such as robotics. Due to the robustness, relatively small space requirements and reliability of the device according to the invention, it is very economical, easy and simple to operate, and can be operated both by motor and by hand.

Az 1. ábrán karimás csőkötés látható, amelynél 4 csavaranya és 6 karima között piezo-elektromos 2 elem van elrendezve, továbbá keresztirányú rezgőkészülékkel van ellátva, amely kompakt rezgésadó-érzékelő egységként működik. A piezo-elektromos 2 elem tehát mind rezgésadóként, mind pedig rez-35Figure 1 illustrates a flanged pipe joint having a piezo-electric element 2 between the nut 4 and the flange 6 and provided with a transverse vibrating device which acts as a compact vibration transducer unit. The piezo-electric element 2 is thus both a vibration transmitter and a res-35

HU 200568 Β gésérzékelöként is működik. Ehhez energiaellátó és jeltovábbító 3 vezetékkel van ellátva, amely itt külön nem ábrázolt vezérlőkörrel van kapcsolatban. Ha a piezo-elektromos 2 elemnek csak rezgésadóként kell működnie, akkor külön 12 illetve 13 rezgésérzékelőről gondoskodhatunk, amely a mérendő rezgéseket felfogja és a mérési jeleket a vezérlőkörhöz továbbítja. Ez az elrendezés úgy jellemezhető, mint amelynél térbelileg egymástól eltávolított rezgésadó-érzékeló egységet alkalmazunk. Itt nem feltétlenül kell piezoelektromos 12 illetve 13 rezgésérzékelőket alkalmazni, ehelyett szóbajöhet például az 1 csavarorsóra ragasztott nyúlásméró bélyeg is. Amint az 1. ábrán látható, a 4 csavaranya elfordítását és ezáltal a csavarkötés meghúzását, illetve oldását motoros hajtás végzi, amely a jelen esetben piezo-mechanikus forgatóhajtásként van kialakítva. A motorház gyakorlatilag azonos a 9 csökulcsházzal, amelynek alsó része a 4 csavaranya befogadására alkalmas belső sokszógnyilással van ellátva. Célszerűen ez az alsó rész a különböző csókulcsméreteknek megfelelően cserélhető a különböző méretű csavaranyákhoz.EN 200568 Β also functions as a motion detector. To this end, it is provided with a power supply and signal transmission wire 3, which is connected to a control circuit not shown here. If the piezo-electric element 2 is to function only as a vibration transducer, then separate vibration sensors 12 and 13 can be provided, which receive the vibrations to be measured and transmit the measurement signals to the control circuit. This arrangement can be described as employing a spatially spaced vibration transducer unit. It is not necessary to use piezoelectric vibration sensors 12 or 13 here, for example, a strain gauge sticker affixed to a screw spindle 1 may be used. As shown in Figure 1, the rotation of the nut 4 and thus the tightening or loosening of the screw connection is performed by a motor drive, which in this case is designed as a piezo-mechanical rotary drive. The motor housing is substantially identical to the key housing 9, the lower part of which is provided with an internal polygonal opening for receiving the nut 4. Preferably, this lower part can be replaced for different size nuts according to different wrench sizes.

A 9 csőkulcsház és 10 porvasmag között rotációs 8 rezgéskeltó van elrendezve. A 10 porvasmag axiális nyúlványként 11 csatlakozófejjel van ellátva, amely keresztülhalad a 9 csókulcsházon és a csavarkötés kézi meghúzásához, illetve lazításához ellentámaszként illetve a porvasmag növelésére szolgál szükség esetén.A rotary vibration generator 8 is provided between the tubular key housing 9 and the powder core 10. The powder core 10 is provided as an axial projection with a coupling head 11 which passes through the wrench housing 9 and serves to counteract the manual tightening or loosening of the screw connection and to increase the powder core as required.

A 2. ábrán kompaktabb rezgésadó-érzékelő egység elrendezése látható. Itt 17 és 18 karimák egymáson fekszenek fel, igy a külön nem ábrázolt másik csavarvég nem hozzáférhető, azaz külön rezgésérzékelő azon történő elrendezése nem lehetséges. Következésképpen kompakt rezgésadó-érzékeló egységet alkalmaztunk, amely elrendezhető a 4 csavaranya és a 6 karima között (az 1. ábra szerinti'módon), vagy a 2. ábra szerinti módon a 9 csőkulcsház homloklapja és 14 rezgésátadó között. Ez utóbbi változat esetében 15 csavarfejre ültetjük lényegében a rezgésadót. Itt is a piezo-elektromos 19 elem keresztirányú rezgókészüiék, amely rezgésadóként és rezgésérzékelőként egyaránt működtethető. A 11 csatlakozófej a fentiekben már említett feladatra szolgál, ezen túlmenőleg külön hajtás csatlakoztatására is alkalmas lehet. Természetesen itt is alkalmazható az 1. ábra szerinti konstrukciós elrendezés és alkalmazása automatizált folyamatoknál szükséges is.Figure 2 shows the arrangement of a more compact vibration transducer assembly. Here, the flanges 17 and 18 lie on top of each other so that the other screw end, not shown separately, is not accessible, i.e., it is not possible to arrange a separate vibration sensor thereon. Consequently, a compact vibration transducer sensor unit is used, which may be arranged between the nut 4 and the flange 6 (as shown in FIG. 1) or, as shown in FIG. 2, between the end face of the tubular housing 9 and the vibration transducer 14. In the latter version, the vibration transmitter is essentially mounted on 15 screw heads. Again, the piezo-electric element 19 is a transverse oscillator, which can operate as both a vibration transmitter and a vibration sensor. The coupling head 11 serves the aforementioned function and may also be used to connect a separate drive. Of course, the construction layout shown in Fig. 1 is also applicable here and is also required for automated processes.

A fentiekben a találmány szerinti berendezés részét képező rezgésadó és rezgésérzékelő egység néhány fontosabb elrendezési változatát ismertettük, ezek a szerkezeti részek közvetlen, illetve közvetett kapcsolatban vannak a csavarkötéssel, és egy szerkezeti egységet képeznek. Automatikus csavarozási eljárásnál ezek a szerkezeti egységek közös flexibilis kereten elrendezhetek és a berendezés többi részével kábelen keresztül köthetők össze.Above, some important embodiments of the vibration transducer and vibration detector unit forming part of the apparatus according to the invention have been described, these structural parts being directly or indirectly connected to the screw connection and forming a structural unit. In the automatic screwing process, these assemblies can be arranged in a common flexible frame and connected to the rest of the equipment via cable.

A 3. ábra a találmány szerinti berendezés legegyszerűbb elvi kapcsolási vázlatát szemlélteti, amelynél a kompakt rezgésadó-érzékelő egység a minimális követelményekre van méretezve. Ennél a piezo-elektromos 19 elem energiaellátó és jeltovábbító 3 vezetéken keresztül változtatható frekvenciájú és teljesítményű váltóáramú 21 generátorral van összekötve, amely a piezo-elektromos 19 elemet rezgésbe hozza. Annak érdekében, hogy egyetlen 21 generátorral a legkülönbözőbb méretű csavarkötések csavarozási műveletét megoldhassuk, ennek tág frekvenciatartománnyal kell rendelkeznie, amelyet a jelen esetben 50 Hz-től 5000 MHz-re választottunk. Ugyanez érvényes a teljesítményre, hiszen annak annál nagyobbnak kell lennie, minél nagyobb a lengő tömeg, minél nagyobb a csavarkötés előfeszitése és ezzel annak önfrekvenciája.Figure 3 illustrates the simplest conceptual circuit diagram of an apparatus according to the invention in which the compact vibration transducer unit is dimensioned to the minimum requirements. Here, the piezo-electric element 19 is connected via a power supply and signal transmission line 3 to an alternator 21 of variable frequency and power, which causes the piezo-electric element 19 to vibrate. In order to solve the screwing operation of screws of various sizes with a single generator 21, it must have a wide frequency range, which in this case is chosen from 50 Hz to 5000 MHz. The same applies to performance, since the higher the swinging mass, the greater the preload of the screw connection and thus its self-frequency.

Mérési oldalról tekintve a váltóáramú 21 generátor és a piezo-elektromos 19 elem közötti kapcsolat egyrészt rezgésérzékelőként, másrészt különbségképző 22 egységként van kialakítva 25 jelvezetéken keresztül. A kompakt rezgésadó érzékelő egységeknél ez egyetlen 25 jelvezetéken keresztül lehetséges, mivel az energiaellátó- és jeltovábbító 3 vezeték is egyetlen kábelben vezethető. Az őnfrekvenciának és a gerjesztési frekvenciának az említett 25 jelvezetéken keresztüli mérése a mérési és a gerjesztési fázisban időbeli eltolással történhet. Külön rezgésérzékelő alkalmazásával járulékos összeköttetést kell biztosítani a különbségképző 22 egységgel. A különbségképző 22 egységből a váltóáramú 21 generátorhoz visszacsatolásként további 26 jelvezetéket használhatunk, a gerjesztési frekvencia és a gerjesztési teljesítmény befolyásolására. A 3. ábra szerinti példakénti kivitelnél 20 hajtás és a vezérlőkar között nincs semmiféle ilyen villamos befolyásolás. A hajtás tetszés szerint lehet motoros, vagy akár kézi is.From a measuring point of view, the connection between the AC generator 21 and the piezo-electric element 19 is configured as a vibration detector on the one hand and as a difference generating unit 22 via a signal line 25, on the other. In the case of compact vibration transducer units, this is possible through a single signal line 25, since the power supply and signal transmission lines 3 can be conducted in a single cable. Measurement of the tidal frequency and the excitation frequency via said 25 signal lines may be performed in the measuring and excitation phases with a time shift. By using a separate vibration sensor, additional connection to the difference generator 22 must be provided. An additional signal line 26 may be used as feedback from the differential generator 22 to the alternator 21 to influence the excitation frequency and excitation power. In the exemplary embodiment of Figure 3, there is no such electrical influence between the drive 20 and the control lever. The drive can be motorized or even manual.

A 4. ábrán a 3. ábra szerinti berendezés· sokszorozésával kialakított több csavarozási hellyel rendelkező berendezés elvi kapcsolási vázlata látható. Ennél közös előírt értéket adó 23 egységről gondoskodtunk. A különösen előnyösen alkalmazható piezo-mechanikus 24 hajtásokat 28 tápvezeték köti össze a váltóáramú 21 generátorokkal, amelyek azonos frekvenciájúak és ezek táplálják a piezo-elektromos 19 elemeket. Ezáltal a kísérleti tapasztalataink szerint rendkívül magas energetikai hatásfok érhető el.Figure 4 is a schematic diagram of a device having a plurality of screw locations formed by multiplying the apparatus of Figure 3. We provided 23 units with a common setpoint value. Particularly preferred piezo-mechanical drives 24 are connected by a power line 28 to AC generators 21 which are of the same frequency and supply the piezo-electric elements 19. Thus, according to our experimental experience, very high energy efficiency can be achieved.

Az 5. ábrán ismét több csavarozási hellyel rendelkező berendezés további példakénti kapcsolási vázlatát tüntettük fel. Ennél a 24 hajtásokból és piezo-elektromos 19 elemekből álló szerkezeti egységek egyetlen vezérlőkörre csatlakoznak, amely tehát közösFigure 5 is a further exemplary circuit diagram of an apparatus having multiple screw locations. In this case, the assemblies of drives 24 and piezo-electric 19 are connected to a single control circuit, which is thus common

HU 200568 Β váltóáramú 21 generátorral és különbségképzö 22 egységgel van ellátva. Az összeköttetést táp- és jeltovábbító 29 vezeték biztosítja, amelyet programválasztó 30 kapcsoló szakit meg. A programválasztó 30 kapcsoló hozza létre a megfelelő összeköttetéseket az előre meghatározott sorrendben. Lépcsőzetes névleges érték alkalmazásánál - amelyet a külőnbségképzö 22 egységre 27 jelvezetéken keresztül adunk az előírt értéket adó 23 egységről a különféle alkalmazási lehetőségeknek kellőképpen megfelelő és egyenletes csavarmeghúzást érhetünk el annak ellenére, hogy mindig csak egyetlen készülék van működésben.EN 200568 Β is supplied with an alternator 21 and a differential unit 22. The connection is provided by a power and signal line 29, which is interrupted by a program selector switch 30. The program selector switch 30 establishes the appropriate connections in a predetermined order. When using a cascaded nominal value - which is applied to the differential unit 22 via signal line 27 from the unit 23 giving the specified value, a screwdriver that is sufficiently suitable for the various applications can be achieved, even though only one device is always in operation.

Az alábbiakban a találmány szerinti eljárás foganatosítására való berendezés működésmódját írjuk le részletesebben:The mode of operation of the apparatus for carrying out the process of the invention is described below in more detail:

A találmány szerinti eljárás a merev testeknek a rugalmassági tulajdonságait használja ki, hogy nevezetesen azok megfelelő gerjesztés esetén lengésbe hozhatók, amelynek során bizonyos határok között változnak geometriai méreteik. Annak érdekében, hogy a csavarkötések meghúzását, illetve oldását megkönnyítsük, kívánatos, hogy az 1 csavarorsót, menetes csövet, vagy hasonlót tehermentesítsük a húzó- illetve nyomó feszültségektől a csavarozási művelet közben. Ezt egyszerű módon azzal érjük el, hogy az 1 csavarorsót hosszirányú lengésekkel gerjesztjük és rezonanciába hozzuk. Ehhez rezgésadót, előnyösen piezo-elektromos 2 illetve 19 elemet használunk, amelynek gerjesztési frekvenciáját az önfrekvenciának megfelelően szabályozzuk, amely pedig a csavarozási művelet közben változó feszültség miatt ugyancsak változik. A csavarorsónál megfelelő nyúlás, illetve összehúzódás elérése végett a gerjesztőenergiát addig növeljük, amíg a 4 csavaranya, vagy a csavarfej könynyen el nem fordítható. A közlendő teljesítmény, amely ahhoz szükséges, hogy a csavarkötést rezonáló rezgőmozgásba hozzuk, csupán töredéke a hagyományos berendezéseknél alkalmazott értéknek. A jelen találmány hasznosítja azt a felismerést, hogy a munkadarabok méreteinek rövid idejű változtatása az anyagok rugalmas tartományában lényegesen kedvezőbb a rezonancia előállítása révén. Az átadandó gerjesztési energia nagyságától függően történik az 1 csavarorsó töbté, vagy kevésbé erős terhelésmentesítése a rezonancia frekvencia szakaszában.The process of the present invention utilizes the elastic properties of rigid bodies, namely that they can be oscillated when properly excited, with varying geometric dimensions within certain limits. In order to facilitate tightening or loosening of the screw joints, it is desirable to relieve the screw 1, threaded tube or the like from the tensile or compressive stresses during the screwing operation. This is achieved simply by excitation of the screw spindle 1 with longitudinal oscillations and bringing it into resonance. For this purpose, a vibration transmitter, preferably a piezoelectric element 2 or 19, is used, the excitation frequency of which is controlled according to the self-frequency, which in turn also changes due to the varying voltage during the screwing operation. To achieve proper elongation or contraction of the screw spindle, the excitation energy is increased until the nut 4 or the screw head is easily turned. The power output required to bring the screw joint into a resonating oscillating motion is only a fraction of the value used in conventional equipment. The present invention takes advantage of the discovery that short-term resizing of workpieces in the elastic region of materials is significantly more beneficial by producing resonance. Depending on the magnitude of the excitation energy to be transmitted, the screw spindle 1 is relieved to a greater or lesser degree in the resonance frequency section.

Ezáltal viszonylag könnyű csúszást hozunk létre az egymással érintkező menetfelületek és a 4 csavaranya, valamint a piezo-elektromos 2, illetve 19 elem egymással érintkező felületei között csavarozás közben. Továbbá, a legyőzendő tapadósúrlódás nem játszik többé meghatározó szerepet, megfelelően erős gerjesztés esetén az akár teljesen megszüntethető.Thereby, a relatively easy slip is created between the contacting threads and the contacting surfaces of the nut 4 and the piezo-electric elements 2 and 19 during screwing. Furthermore, the adhesive friction to be overcome no longer plays a decisive role and can be completely eliminated if the excitation is sufficiently strong.

Az önfrekvencia mértékadó adatként szolgál az 1 csavarorsó feszültségét illetően 6 és progressziven emelkedik a feszültség arányos növekedésével. Ennélfogva precíziós csavarkötéseknél is igen jól összehangolt feszültségértékek érhetők el a találmány szerinti megoldás alkalmazásával. Az 1 csavarorsó hitelesítésével a feszültségérték és az önfrekvencia közötti összefüggést adjuk meg. A csavarozási művelet közben változó önfrekvencia összehasonlításával határoljuk a csavarozási műveletet, amely összehasonlítás során az önfrekvenciát a hitelesítési görbéből megállapított névleges értékkel hasonlítjuk össze. Mihelyt az energiaellátó és jeltovábbító 3 vezetéken keresztül megszüntetjük a rezgésadó energiaellátását, és ezáltal az 1 csavarorsó rezgési állapotát, a 4 csavaranya kapcsolata rögtön előfeszítetten merevvé válik a csavarorsóval és csak nagy erővel lehet azt ezután elfordítani. Előnyös továbbá a találmány szerinti megoldás alkalmazása azért is, mert karcsú 1 csavarorsók terhelésénél még nagyobb feszültségek esetén sem lép fel nemkívánatos csavarófeszültség.The self-frequency serves as a decisive measure of the voltage of the screw 1 and increases progressively with the increase in voltage. Therefore, even in the case of precision screw connections, very well coordinated voltage values can be achieved using the present invention. By validating the screw spindle 1, the relationship between the voltage value and the self-frequency is given. By comparing the variable self-frequency during the screwing operation, the screwing operation is limited by comparing the self-frequency with the nominal value determined from the calibration curve. As soon as the power supply and signal transmission line 3 are disconnected from the vibration transmitter and thus the vibration state of the screw spindle 1, the connection of the nut 4 is immediately biased to the screw spindle and can only be subsequently turned with great force. It is also advantageous to use the present invention because undesirable torsional stress does not occur even at stresses greater than those of the slender screw spindles.

Az 1 csavarorsó túlterhelés elleni védelmére - például az előirt értéket adó 23 egység kiesése esetén - két lehetőség is van. Egyrészt mérhetjük az 1 csavarorsó egymás után mért önfrekvenciáját és azokat összehasonlíthatjuk, ezek a maximális húzófeszültség túllépésekor erősen lecsökkennek, vagy másrészt az önfrekvenciának a 21 generátor gerjesztófrekvenciájával való összehasonlítás révén, amely történhet a külőnbségképzö 22 egységben. Ez a maximális terhelésérték túllépése esetén előjelet vált ki. Mindkét esetben a csavarozási folyamat azonnal leáll és értelemszerűen jelet ad a túlterhelésbiztosító. Az utóbbi esetben azonban szükséges lehet egy bizonyos relatív túllépése a gerjesztési frekvenciának, ha megengedett, hogy a gerjesztöfrekvencia az önfrekvenciát bizonyos határok között túllépje.There are two ways to protect the screw spindle 1 against overloading, for example, in the event of a failure of the unit having the desired value 23. On the one hand, the self-frequency of the screw 1 can be measured successively and compared, they are greatly reduced when the maximum tensile stress is exceeded, or on the other hand, by comparing the self-frequency with the excitation frequency of the generator 21, which This will trigger a sign when the maximum load is exceeded. In both cases, the tightening process stops immediately and the overload protector, as appropriate, gives a signal. In the latter case, however, it may be necessary to have a certain relative overrun of the excitation frequency if the excitation frequency is allowed to exceed the self-frequency within certain limits.

Különösen előnyös hajtásmódot tesz lehetővé a piezo-mechanikus motor, amely vezérelhető a gerjesztési, illetőleg a csavarorsó önfrekvenciájával azonos frekvenciára. Ezzel elérjük, hogy a 24 hajtás csak akkor fogyaszt energiát, ha az 1 csavarorsó húzási fázisban van és ezáltal a 4 csavaranya elforditásával munka végezhető.A particularly advantageous drive mode is provided by the piezo-mechanical motor, which can be controlled to the same frequency as the self-frequency of the excitation or screw spindle. This ensures that the drive 24 only consumes energy when the screw spindle 1 is in the pulling phase and thus work can be performed by turning the nut 4.

Abban az esetben, ha több csavarkötést kell egyidejűleg és egyenletesen meghúzni, akkor célszerű .csúszó névleges értéket alkalmazni, azaz vezérelt, a célértéket követő névleges értékkel dolgozni. Ebben az esetben a csavarkötések egyik csavarozókészüléke vezérlőegység feladatát látja el, amelynek frekvenciája megfelel a csúszó névleges értéknek. Ilyenkor tehát csak a vezérlőegységként működő csavarozóegységet működtetjük £f célul kitűzött névleges értékkel. Igen nagy pontossági követelményeknél az a lehetőség is adott, hogy a vándorlási sebesség késleltetése révén a vezérlőegységként működő csavarozókészülékhez visszacsatolás révénIn the case where several bolted joints are to be tightened simultaneously and evenly, it is advisable to use a sliding nominal value, that is, work with a controlled nominal value following the target value. In this case, one of the screwdrivers for the screw connections performs the function of a control unit whose frequency corresponds to the sliding rated value. Thus, in this case, only the screwdriver acting as the control unit is operated at the nominal value of £ f. At very high accuracy requirements, it is also possible to provide feedback to the screwdriver acting as a control unit by delaying the migration rate.

HU 200568 Β kapcsoljuk a másik csavarozókészüléket. A csúszó névleges értéket csak akkor növeljük, ha valamennyi alárendelt csavarozókészülék a pillanatnyi névleges értéket már elérte. Megjegyezzük azonban, hogy a feszültségnövekedés lefolyása általában degresszlv, úgy, hogy a kezdeti feszültségkülönbségek az egyre lassabbá váló csavarozási folyamat révén kiegyenlítődnek. A műszakilag feltételezett különbségek, különösképpen a kezdeti csavarozási sebességre kihatással már azzal kiküszöbölhetők, hogy a vezérlő és alárendelt csavarozóegységek közötti vándorlási időértéket a következőképpen határozzuk meg:EN 200568 Β turn on the other screwdriver. The sliding rating is increased only when all slave screwdrivers have reached the current rating. It is noted, however, that the course of voltage increase is usually degressive, so that the initial voltage differences are compensated by the slower screwing process. The technically conceivable differences, in particular by their effect on the initial screw speed, can already be eliminated by determining the migration time value between the control and slave screw units as follows:

n tv = (0,05...0,2)-fo ahol: - n - az intervallumokban elvégzett csavarozás egyetlen intervallumának rezgésszáma;n tv = (0.05 ... 0.2) -fo where: - n - the vibration number of a single interval of screwing in the intervals;

- fo - gerjesztöfrekvencia az intervallum kezdetekor.- excitation frequency at the start of the interval.

Annak érdekében, hogy a folyamat jobban követhető legyen, a névleges értéknek, azaz a célzott névleges értéknek az el nem érését ki kell jelezni.In order to make the process more traceable, the nominal value, ie the target nominal value, should not be reached.

A találmányt’ összefoglalóan még egyszer a 4. ábra szerinti változat alapján ismertetjük, amelynek egyes berendezései megfelelnek a 3. ábrán feltüntetett alapkapcsolásnak. Itt abból indultunk ki, hogy kompakt rezgésadó-érzékelő egységeket (lásd 1. és 2. ábra) és piezo-mechanikus 24 hajtásokat alkalmazunk. Továbbá, egy egyszerű lépcsős névleges értéket választottunk, amely elsőként ad jelet a választott közös elöfeszítésnek megfelelően. Ehhez valamennyi berendezés 27 jelvezetékeken keresztül össze van kötve az előírt értéket adó 23 egységgel.The invention will now be summarized once again with reference to the embodiment of Figure 4, some of which have the basic circuit shown in Figure 3. Here, the starting point is to use compact vibration transducer units (see Figures 1 and 2) and piezo-mechanical drives 24. Furthermore, a simple stepped nominal value was selected, which is the first to signal the chosen joint effort. To this end, all devices are connected via signal lines 27 to a unit 23 which provides a set value.

A váltóáramú 21 generátor legalacsonyabb gerjesztési frekvenciája úgy választható meg, hogy az a csavarorsó önfrekvenciájának közvetlenül alatta legyen. Az energiaellátó és jeltovábbító vezetéken keresztül gerjesztjük a piezo-elektromos 19 elemet, amely a 6 karimán illetve a 9 csőkulcsház homlokoldalán támaszkodik. (1. és 2. ábra). A rezgéseket a 4 anyán illetve a 14 rezgésátadón keresztül adjuk át az 1 csavarorsóra, és azt rezgésbe hozzuk. Ezzel egyidejűleg a piezo-mechanikus 24 hajtást a 28 tápvezetéken keresztül üzembehelyezzük. A különbségképző 22 egység a gerjesztőfrekvencia mérőjelét kapja a 25 jelvezetéken kex'esztül, ezt összehasonlítja az 1 csavarorsó önfrekvenciájának jelével a 25 jelvezetéken át. Itt külön nem ábrázolt időtag ilyenkor rövid időre megszakítja a váltóáramú 2l generátor üzemét. Az önfrekvenciára gerjesztett 1 csavarorsó átadja a rezgéseit közvetlenül, vagy közvetve a piezo-elektromos 2 illetve 19 elemre, amely ilyenkor mérési jelet ad. Ha az önfrekvencia eltér a gerjesztési frekvenciától, a 26 jelvezetéken keresztül visszacsatolást képezünk és a gerjesztő frekvenciát közelítjük az önfrekvenciához, hogy a rezonanciát fenntarthassuk. Ez mindaddig történik, amíg az előírt értéket adó 23 egységben tárolt cél-adatot, a jelen esetben a kívánt előfeszités jelét el nem érjük. A különbségképző 22 egységben is ellenőrizzük, hogy az önfrekvencia az egyik mérési tartománytól egy másikra változott-e. Ha ez nem történt, akkor nem végezhető csavarozás, mivel a gerjesztőfrekvencia az 1 csavarorsó kellő feszültségmentesítéséhez nem elegendő. Itt is működni fog a visszacsatolás a 26 jelvezetéken keresztül a gerjesztési energia növelése érdekében.The lowest excitation frequency of the alternator 21 can be selected so that it is directly below the self-frequency of the screw spindle. The piezo-electric element 19, which is supported on the flange 6 and the end of the tube key housing 9, is excited through the power supply and signal transmission line. (Figures 1 and 2). The vibrations are transmitted to the screw 1 via the nut 4 and the vibration transducer 14 and subjected to vibration. Simultaneously, the piezo-mechanical drive 24 is actuated via the feed line 28. The difference generating unit 22 receives the excitation frequency measurement signal from the signal line 25 and compares it to the self-frequency signal of the screw spindle 1 via the signal line 25. A time member not shown here interrupts the operation of the alternator 2l for a short time. The self-frequency excited screw spindle 1 transmits its vibrations directly or indirectly to the piezo-electric element 2 or 19, which then provides a measurement signal. If the self-frequency is different from the excitation frequency, feedback is provided through the signal line 26 and the excitation frequency is approximated to the self-frequency to maintain resonance. This is done until the target data stored in the 23 units giving the setpoint value, in this case the desired biasing signal, is reached. Also, in the differential unit 22, it is checked that the self-frequency has changed from one measurement range to another. If this has not been done, no screwing can be performed since the excitation frequency is not sufficient to de-energize the screw spindle 1 sufficiently. Here, the feedback via the signal line 26 will work to increase the excitation energy.

Utalnunk kell arra, hogy a csavarozási folyamat valamennyi említett megszakítása mérési, illetve utánszabélyzási célból a másodperc tört részének megfelelő értékű csupán.It should be noted that each of these interruptions to the screwing process for measurement or re-balancing purposes is only a fraction of a second.

Ha a névleges értéket valamennyi berendezés elérte - amely névleges érték a választott előfeszítésnek megfelel -, az előírt értéket adó 23 egység automatikusan átkapcsol a célként megjelölt névleges értékre. Ezzel az egyszerű eljárással igen egyenletes csavarozási folyamat érhető el, amelynél valamennyi csavarkötés azonos időpontban egyenletes terhelést kap.Once the rated value has been reached by all units, which nominal value corresponds to the selected prestress, the 23 units giving the rated value will automatically switch to the target nominal value. With this simple method, a very smooth screwing process can be achieved where all screw connections are equally loaded at the same time.

A találmány szerinti eljárás főbb előnye, hogy a legkülönbözőbb méretű és előfeszítésű csavarkötésekhez alkalmazható, emellett energiatakarékos és pontosan szabályozható, illetve vezérelhető.The main advantage of the process according to the invention is that it can be used for screw joints of various sizes and prestresses, while being energy efficient and precisely controllable and controllable.

A találmány szerinti berendezés lényeges előnye, hogy sokszor használható, nagyszámú csavarkötés egyidejű meghúzására illetve lazítására képes, kompakt és robusztus szerkezeti kivitelű, kezelése pedig egyszerű és biztonságos. További előny, hogy a találmány szerinti berendezés a kezelő számára nem hallható és érzékelhető frekvenciatartományban dolgozik, amivel az egészségkárosító hatásokat teljesen kiküszöböltük.An important advantage of the device according to the invention is that it can be used many times, is capable of simultaneously tightening or loosening a large number of screw joints, has a compact and robust construction and is easy and safe to handle. A further advantage is that the device according to the invention operates in a frequency range that is not audible and noticeable to the operator, thus eliminating the adverse health effects.

Claims (9)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Eljárás csavaros kötések meghúzására, illetve oldására, rezgésenergia alkalmazásával, amelynél a csavarorsót, illetve a csavaranyát előnyösen motorikusán forgatjuk, azzal jellemezve, hogy a csavarorsót hosszirányú rezgésekkel gerjesztjük, az önfrekvenciáját mérjük és a gerjesztési frekvenciát a csavarozás közben változó önfrekvenciának megfelelően úgy állítjuk utána, hogy a csavarorsó mindvégig rezonanciában maradjon, továbbá a gerjesztőenergiát a maximális nyúlási, illetve összehúzódási fázisban a rezgésben lévő csavarorsót húzási, illetve nyomási feszültségtől tehermentesítő módon szabályozzuk.A method for tightening or loosening screw connections using vibration energy, wherein the screw spindle or nut is preferably rotated by motor, characterized in that the screw spindle is excited by longitudinal vibrations, the self-frequency is measured and the excitation frequency is adjusted according to varying self-frequency during screwing. in order to keep the screw spindle in resonance at all times, and to control the excitation energy during the maximum stretching or contraction phase, the screw spindle in vibration is controlled to relieve stress or tension. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az őnfrekvenciát a csavar7Method according to claim 1, characterized in that the tail frequency is screw7 -611-611 HU 200568 Β orsó előfeszítéséhez mértékadó értékként kezeljük és azt a csavarorsó határfeszültségi értékével, mint névleges értékkel hasonlítjuk össze, ennek elérésekor a gerjesztést megszakítjuk és ezzel a csavarozási folyamatot 5 befejezzük.HU 200568 Β treat the spindle as a standard value and compare it with the nominal value of the limit value of the screw spindle. When this is achieved, the excitation is interrupted and the screwing process 5 is completed. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csavarozáshoz piezoelektromos motort a gerjesztési, illetve a csavarorsó önfrekvenciájával azonos frek- 10 venciával vezéreljük.Method according to claim 1, characterized in that the piezoelectric motor for screwing is controlled by the same frequency as the self-frequency of the excitation or screw spindle. 4. Az 1., vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább két csavarkötés egyidejű és azonos mértékű meghúzásához az eljárást lépcsőzetesen foga- 15 natositjuk, amelynél először a meghúzást a maximális elöfeszítésnek megfelelő első névleges értékre végezzük, majd miután valamennyi csavarkötésnél elértük az első névleges értéket, ezt a folyamatos - adott esetben 20 további lépcsőzetes névleges értékek alkalmazásával - az utolsó névleges érték eléréséig folytatjuk.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the method of stepwise tightening of at least two screw joints is stepped in, first by tightening to the first nominal value corresponding to the maximum prestress, and then after each screw connection. the first set point has been reached and continued until the last set point is applied continuously, with 20 additional stepped setpoints, if appropriate. 5. Az 1., vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gerjesztő- 25 energiát úgy illesztjük a csavarozási folyamathoz, hogy azt folyamatosan, vagy szakaszosan növeljük, mihelyt a csavarorsó önfrekvenciája a stagnáló csavarozási folyamat következtében konstans marad, és ezt foly- 30 tatjuk a névleges érték eléréséig.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the excitation energy is adapted to the screwing process so that it is continuously or intermittently increased as soon as the self-frequency of the screw spindle remains constant due to the stagnant screwing process, and continue until the nominal value is reached. 6. Berendezés csavaros kötések meghúzására, illetve oldására, előnyösen motorikus hajtás alkalmazásával és a csavarorsó feszültségét közvetlenül, vagy közvetve mérő 35 egységgel, azzal jellemezve, hogy a csavarorsó (1) rezgésadó-érzékelő egységgel van társítva, amelynek a rezgésadója piezo-elektromos elemként (2; 19) van kialakítva és meg van támasztva, továbbá a piezo-elektromos 40 elem (2; 19) váltóáramú generátorral (21), ez pedig külőnbségképző egységgel (22) van összekötve, amely rezgésérzékelővel (12; 13) valamint visszacsatolás révén a generátorral (21, is össze van kötve. 45Apparatus for tightening or loosening screw connections, preferably by means of a motor drive, and 35 units for directly or indirectly measuring the voltage of the screw spindle, characterized in that the screw spindle (1) is associated with a vibration transducer unit. 2; 19) is formed and supported, and the piezo-electric element 40 is connected to an alternator (21), which is connected to a differential generator (22), which is connected to the vibration sensor (12; 13) with a generator (21, also connected 7. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rezgésadó-érzékelő egység gyűrűtárcsa alakú piezo-elektromos elemként (2; 19) van kialakítva.Apparatus according to claim 6, characterized in that the vibration transducer detection unit is formed as a piezo-electric element (2; 19) in the form of an annular disk. 8. A 6., vagy 7. igénypont szerinti be- 50 rendezés, azzal jellemezve, hogy a piezoelektromos elem (2; 19) a csavarfej (15) illetve a csavaranya (4) és a rögzítendő karima (6) között van elrendezve, továbbá energiaellátó és jeltovábbító vezetéke (3) van. 55Device according to Claim 6 or 7, characterized in that the piezoelectric element (2; 19) is arranged between the screw head (15) or the nut (4) and the flange (6) to be fixed, and a power supply and signal line (3). 55 9. A 6., vagy 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a piezoelektromos elem (19) rezgésátadó (14) és a csőkulcsház (9) között van elrendezve.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the piezoelectric element (19) is disposed between the vibration transmitter (14) and the pipe wrench housing (9).
HU862580A 1985-06-20 1986-06-19 Method and apparatus for tghtening respectively releasing HU200568B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD85277574A DD252287A3 (en) 1985-06-20 1985-06-20 METHOD OF ATTACHING OR LOESEN SCREWABLE CONNECTIONS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT42986A HUT42986A (en) 1987-09-28
HU200568B true HU200568B (en) 1990-07-28

Family

ID=5568782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU862580A HU200568B (en) 1985-06-20 1986-06-19 Method and apparatus for tghtening respectively releasing

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4709182A (en)
JP (1) JPS6234782A (en)
CN (1) CN1008249B (en)
DD (1) DD252287A3 (en)
DE (1) DE3620578A1 (en)
FR (1) FR2601613A1 (en)
GB (1) GB2176727B (en)
HU (1) HU200568B (en)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06100513B2 (en) * 1986-12-27 1994-12-12 本田技研工業株式会社 Axial force management method
EP0467262A1 (en) * 1990-07-20 1992-01-22 Kamax-Werke Rudolf Kellermann GmbH & Co. KG Device for tightening threaded fasteners during ultrasonic action for assembly purposes
JPH0479055U (en) * 1990-11-22 1992-07-09
US5233274A (en) * 1990-11-30 1993-08-03 Asmo Co., Ltd. Drive circuit for langevin type ultrasonic bolt-tightening motor
DE4231429C1 (en) * 1992-09-19 1994-03-24 Bosch Gmbh Robert Method and device for ultrasound-controlled tightening of screws
ES2155850T3 (en) * 1993-01-22 2001-06-01 John K Junkers HOSE TO ROTATE A THREADED CONNECTOR WITH HELP OF A MECHANICAL TOOL.
US5726215A (en) * 1994-11-08 1998-03-10 Sumitomo Chemical Company, Limited Styrene resin composition and shaped article thereof
US5589644A (en) * 1994-12-01 1996-12-31 Snap-On Technologies, Inc. Torque-angle wrench
JPH10116133A (en) 1996-10-11 1998-05-06 Fujitsu Ltd Portable information equipment
JP2998725B2 (en) 1997-11-17 2000-01-11 センサ・システム株式会社 Bolt tightening force inspection device
US6931969B2 (en) * 2003-10-09 2005-08-23 Chih-Ching Hsien Adjustable spanner having a torque detection function
CN101310427B (en) * 2005-11-16 2011-01-19 株式会社东芝 Stator core looseness diagnosis device and stator core looseness diagnosis method
CA2586317C (en) * 2006-04-27 2012-04-03 Weatherford/Lamb, Inc. Torque sub for use with top drive
JP2008087149A (en) * 2006-09-05 2008-04-17 Kuken:Kk Screw fastening axial force control method by impact wrench
SE532792C2 (en) * 2007-07-13 2010-04-13 Atlas Copco Tools Ab Power tool controller
US8297347B2 (en) * 2008-04-25 2012-10-30 Weatherford/Lamb, Inc. Method of controlling torque applied to a tubular connection
SE534091C2 (en) * 2009-05-20 2011-04-26 Ind Service Applic Isa Ab Method and system for evaluating the game between two threaded components.
ES2377260A1 (en) * 2009-09-04 2012-03-26 GAMESA INNOVATION & TECHONOLOGY, S.L. Methods for measuring the load of fixing elements used to join parts
DE102011011764A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-23 Intellifast Gmbh Ultrasonic measuring system for determining pre-stressing force in e.g. screw of e.g. steel girder, has data processing unit that is structurally separated from and connected to data acquisition unit via wired or wireless connection
US8726743B2 (en) 2011-06-22 2014-05-20 Weatherford/Lamb, Inc. Shoulder yielding detection during tubular makeup
DE102011112152B4 (en) * 2011-09-01 2014-02-06 Hwa Ag Installation for mounting vehicle wheels
CN103522254A (en) * 2013-10-15 2014-01-22 内蒙古第一机械集团有限公司 Tightening tool for inner sleeve and outer sleeve
CN103522242B (en) * 2013-10-18 2015-11-18 中核(天津)机械有限公司 Automatic nut tightener
DE102014207434A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Robert Bosch Gmbh Method for operating a handheld power tool, power tool
US10422450B2 (en) 2017-02-03 2019-09-24 Weatherford Technology Holdings, Llc Autonomous connection evaluation and automated shoulder detection for tubular makeup
WO2018210730A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Atlas Copco Industrial Technique Ab Electric pulse tool
DE102018212558A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 Robert Bosch Gmbh anchoring device
US10844675B2 (en) 2018-12-21 2020-11-24 Weatherford Technology Holdings, Llc Autonomous connection makeup and evaluation
JP7364941B2 (en) * 2020-01-24 2023-10-19 日本電信電話株式会社 Looseness detection sensor and looseness detection method using it
US12123797B2 (en) * 2020-01-31 2024-10-22 Danmarks Tekniske Universitet Method and a system for estimating the tension of a tension member
GB202100685D0 (en) * 2021-01-19 2021-03-03 Osstell Ab Driver tool and method
CN116754122B (en) * 2023-06-21 2025-06-24 零点创新科技有限公司 A method and device for testing bolt stability based on the Internet of Things

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2289238A (en) * 1939-09-02 1942-07-07 Wright Aeronautical Corp Torque indicating wrench
US3307393A (en) * 1963-12-23 1967-03-07 Ingersoll Rand Co Stress measuring device
US3526030A (en) * 1967-12-07 1970-09-01 Nasa Methods and apparatus employing vibratory energy for wrenching
US3521348A (en) * 1967-12-07 1970-07-21 Aeroprojects Inc Methods and apparatus employing torsional vibratory energy for wrenching
US3511323A (en) * 1968-02-23 1970-05-12 Black & Decker Mfg Co Sonic tool with generally undamped mounting of nodal portion of transducer
US3561462A (en) * 1969-10-10 1971-02-09 Branson Instr Ultrasonic drive assembly for machine tool
US3619671A (en) * 1969-12-29 1971-11-09 Branson Instr Transducer for ultrasonic machine tool
US3614484A (en) * 1970-03-25 1971-10-19 Branson Instr Ultrasonic motion adapter for a machine tool
US3918294A (en) * 1970-11-24 1975-11-11 Toyota Motor Co Ltd Axial force measuring method utilizing ultrasonic wave
US3809977A (en) * 1971-02-26 1974-05-07 Ultrasonic Systems Ultrasonic kits and motor systems
US3813616A (en) * 1973-03-22 1974-05-28 Blackstone Corp Electromechanical oscillator
US4065687A (en) * 1973-03-28 1977-12-27 Taga Electric Co., Ltd. Supersonic vibrator with means for detecting vibrating speed
DE2354346A1 (en) * 1973-10-30 1975-05-07 Nippon Kokan Kk Method of fixing bolts and nuts in structural work - in which application of vibration results in increased friction between joints
US4168447A (en) * 1977-02-25 1979-09-18 Bussiere Ronald L Prestressed cylindrical piezoelectric ultrasonic scaler
US4277758A (en) * 1979-08-09 1981-07-07 Taga Electric Company, Limited Ultrasonic wave generating apparatus with voltage-controlled filter
DE3207346A1 (en) * 1982-03-02 1983-09-08 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln METHOD FOR DETERMINING OR TESTING THE PRELOAD TENSION OF SCREWS

Also Published As

Publication number Publication date
DE3620578A1 (en) 1987-01-02
CN86105628A (en) 1987-04-08
GB2176727A (en) 1987-01-07
DD252287A3 (en) 1987-12-16
CN1008249B (en) 1990-06-06
FR2601613A1 (en) 1988-01-22
JPS6234782A (en) 1987-02-14
GB2176727B (en) 1989-01-11
US4709182A (en) 1987-11-24
HUT42986A (en) 1987-09-28
GB8615124D0 (en) 1986-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU200568B (en) Method and apparatus for tghtening respectively releasing
US10564657B2 (en) Method of torque control and apparatus thereof
JP6552602B2 (en) Optimized mounting method for extended anchors using power tools
US12226880B2 (en) Method of controlling a pulsed current supplied to a motor of an electric power tool
US3650016A (en) Process for torquing threaded fasteners
JPS6111748B2 (en)
JP6617959B2 (en) Method and apparatus for detecting screw tightening torque of constant torque electric screwdriver
US3521348A (en) Methods and apparatus employing torsional vibratory energy for wrenching
KR20190015340A (en) Clamping force estimation by pulse tightening
JPS63500999A (en) vibrating pipe wrench
US3526030A (en) Methods and apparatus employing vibratory energy for wrenching
US11285588B2 (en) Electric pulse tool
EP0271902A2 (en) Method of and apparatus for tightening screw-threaded fasteners
JP2945816B2 (en) Correction method of torque detected value of impact wrench
US20090173194A1 (en) Impact wrench structure
JP2574172B2 (en) Nut runner tightening torque management method
JP7069211B2 (en) Electric pulse tool
JP5704644B2 (en) Screw operating device
KR20200001542U (en) Torque adjusting assembly for electric screwdriver
JPH06198572A (en) Nut runner having torque detecting function
CN111989189B (en) Handheld electric pulse tool and method for tightening operation
JPS6141711B2 (en)
JPH0487781A (en) Impact wrench
JP2000127059A (en) Bolt tightening torque controlling method
Blaise et al. Methods and apparatus employing vibratory energy for wrenching Patent

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee